Diseño de horarios en redes metropolitanas de transporte ferroviario que minimizan el consumo energético

Bolívar García, Fernando (2017). Diseño de horarios en redes metropolitanas de transporte ferroviario que minimizan el consumo energético. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Diseño de horarios en redes metropolitanas de transporte ferroviario que minimizan el consumo energético
Author/s:
  • Bolívar García, Fernando
Contributor/s:
  • Zarzo Altarejos, Alejandro
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Date: February 2017
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Matemática Aplicada a la Ingeniería Industrial
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

El transporte por ferrocarril es considerado hoy en día uno de los más eficientes desde el punto de vista del consumo energético, sin embargo, sigue siendo necesario reducir el consumo energético también en este sector. Las inversiones necesarias para el desarrollo de las infraestructuras y el hecho de que éstas sean de uso exclusivo, condicionan de manera importante su gestión, despliegue y la aparición de nuevos servicios. En el momento actual, es importante para las distintas administraciones ferroviarias el ahorro energético tanto para cumplir con los objetivos de emisiones como para disminuir los costes. El proyecto tiene por objeto investigar las acciones que pueden dar lugar a una reducción de ambos. Actualmente, se utilizan estrategias de planificación de redes y servicios de transporte ferroviario de enorme complejidad que se centran en la optimización de los recursos disponibles. El presente documento se fundamenta en estas estrategias de ahorro en operaciones de tráfico puesto que son medidas que se pueden aplicar en el corto plazo y en general con inversiones reducidas. Se pretende por lo tanto, realizar un análisis sistemático del consumo de energía en líneas ferroviarias metropolitanas, con valoración del impacto energético y del resultado económico, incluyendo el desarrollo de modelos y simuladores parametrizables. Se contempla como objetivo principal el desarrollo de un modelo matemático parametrizable para el análisis de estrategias de reducción de consumos energéticos. Se pretende que dicho modelo simule el recorrido de una línea metropolitana de transporte ferroviario tanto de ida como de vuelta lo más conforme a la realidad. Además, el propósito consiste en diseñar horarios eficientes que ofrezcan un servicio competente, con el menor consumo y coste posible, y a su vez que trate de satisfacer la demanda de los usuarios teniendo en cuenta criterios de puntualidad. Con objeto de ser rigurosos, se ha contemplado un modelo de optimización lineal puesto que el estudio de las propiedades de sistemas lineales y su resolución son mucho más sencillos, rápidos y fiables que el de sistemas no lineales. Además, para la programación y computación se han empleado respectivamente el lenguaje Python y el solver informático Gurobi debido a las ventajas de adaptación. Es decir, son programas genéricos y compactos que permiten simples algoritmos y pueden ser manipulados por cualquier diseñador. Este proyecto se centra en la implementación de diferentes escenarios en el modelo matemático utilizando como red base la línea 8 del Metro de Madrid. Para estos, se han elegido como vehículos de prueba las series 463 y 465 del tren Civia debido a su favorable funcionamiento y buen rendimiento en las líneas de cercanías. Se estudia para cada caso la minimización de consumos energéticos, la optimización de costes y el diseño de horarios comerciales. Asimismo, se tienen en cuenta criterios de demanda, capacidad, frecuencia, Headways, tiempos de seguridad, etc. De nuevo, puesto que uno de los puntos clave de la gestión de redes ferroviarias es la especificación de la programación de los trenes que afecta tanto al nivel de satisfacción de los usuarios como al rendimiento y provecho de la red, en este proyecto se ha desarrollado un modelo de optimización que cumple dos funciones bien diferenciadas; la mejora de la eficiencia energética y el diseño de horarios.

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Item ID: 45679
DC Identifier: http://oa.upm.es/45679/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:45679
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 02 May 2017 07:58
Last Modified: 02 May 2017 07:58
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